(57)【要約】【課題】  本発明は、Ｚ板の水晶板をエッチング加工して形成し、収納容器に実装した慣性センサー素子が、センサー素子と収納容器への実装の傾きあるいは、センサー素子を収納した容器とユーザ基板への実装時の傾きを防止するためのセンサ素子ーの実装改善を目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、音叉形状の水晶振動片の中心部を回転軸として、前記水晶振動片を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子を容器に収納する実装方法において、前記慣性センサー素子の主面の少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、前記収納容器に少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、両方のセグメントマークを合わせることにより、前記センサー素子の実装方向を決定することにより課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音叉形状の水晶振動片の中心部を回転軸として、前記水晶振動片を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子を容器に収納する実装方法において、
前記慣性センサー素子の主面の少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、前記収納容器に少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、両方のセグメントマークを合わせることにより、前記センサー素子の実装方向を決定することを特徴とする慣性センサー素子の実装方法。
【請求項２】
請求項１記載のセンサ素子に形成するセグメントマークは、前記センサ素子のＺ軸に平行な主面の一部に形成することを特徴とする慣性センサー素子の実装方法。
【請求項３】
請求項１に記載のセグメントマークは、慣性センサー素子を実装するユーザ基板側にも形成してあることを特徴とする慣性センサー素子の実装方法。
【請求項４】
音叉形状の水晶振動片の中心部を回転軸として、前記水晶振動片を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子において、
前記センサー素子の実装方向を決定するために、前記慣性センサー素子のＺ軸に平行な主面の少なくとも一箇所と、前記センサー素子を収納する容器の少なくとも一箇所にもセグメントマークを形成したことを特徴とする慣性センサー素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｚ板の水晶板をエッチング加工して形成し、収納容器に実装した慣性センサー素子が、センサー素子と収納容器への実装の傾きあるいは、センサー素子を収納した容器とユーザ基板への実装時の傾きを防止するためのセンサー素子の実装に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定方向に沿って振動している振動片、例えば直交座標軸平面（Ｘ−Ｚ平面）におけるＸ軸に沿って振動している振動片がこのＸ−Ｚ平面と直交するＹ軸の回りに回転すると、その回転角速度により振動片にＺ軸方向にコリオリの力が生じる。このコリオリの力は角速度に比例して定まることから、コリオリの力を振動片の撓み変位量として間接的に、或いは歪量として圧電素子の圧電効果、歪ゲージの抵抗変化などで直接的に測定すれば、振動片のＹ軸方向の回りに作用した回転角速度を求めることができる。このため、振動する振動片を角速度検出素子として車両や航空機等に搭載し、その走行或いは飛行軌跡を記録したり旋回時に発生するヨーレイトを検出することが行われている。また、この角速度検出素子をロボットに搭載してその姿勢制御等にも応用できるほか、昨今ではデジタルスチルカメラやビデオムービーの手振れ検出の分野にも展開されている。
【０００３】
図５は従来の慣性センサー素子の要部を示す正面図である。従来の慣性センサー素子は、音叉型形状を成しており一般的には振動子枝部が所定一方向に振動しているとき、角速度センサをＹ軸回りに回転させた場合、所定一方向と垂直方向に生じるコリオリの力を検出することで角速度センサのＹ軸の回りに作用した回転角速度の大きさを求めることができる。
【特許文献１】特開２００４−１３４４７３号公報
【特許文献２】特開平０９−２１０６９０１６号公報  なお出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述する慣性センサー素子は、ひとつの単体の素子では１方向に対する回転を正確に検出することを狙ったものである。しかしながら、センサー素子を容器に実装する場合あるいは、容器に実装されたセンサー素子（角速度センサーとなった状態）を、ユーザ基板に実装する際の傾きが、所定の軸方向に対してずれているとセンサー素子の持つ本来のセンサー仕様を満足できないと言うことが起こり得る。
【０００５】
特に慣性センサー素子は、微小の励振振動とその励振振動を元に、ある回転方向に発生するコリオリ力を検出することで、回転する方向を検出することから、元来が微小な振動を元に、更に微小な回転検出信号を得る動作であることから、センサー素子の実装方向、実装位置はセンサー素子の仕様を最大限に引き出すためには、重要な条件のひとつになっている。
【０００６】
しかしながら、従来までの考えではセンサー素子を容器に実装する時点でも上記の考えの配慮が十分とは言えず、従来から高仕様でセンサー素子を実装することの重要性が求められている。また、この思想は慣性センサーとしてユーザ基板に実装する際にも当てはまることから、センサー素子の実装時の傾きを無くすことが課題として挙げられている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、音叉形状の水晶振動片の中心部を回転軸として、前記水晶振動片を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子を容器に収納する実装方法において、前記慣性センサー素子の主面の少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、前記収納容器に少なくとも一箇所にセグメントマークを形成し、両方のセグメントマークを合わせることにより、前記センサー素子の実装方向を決定するものである。
【０００８】
そして、前述するセンサ素子に形成するセグメントマークは、前記センサ素子のＺ軸に平行な主面の一部に形成するものであり、センサー素子を容器に実装するときのみに限らず、慣性センサー素子を実装するユーザ基板側にも同様にセグメントマークを形成することにより効果を上げることができる。
【０００９】
また、センサー素子として見た場合には、音叉形状の水晶振動片の中心部を回転軸として、前記水晶振動片を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子において、前記慣性センサー素子のＺ軸に平行な主面の少なくとも一箇所と、前記センサー素子を収納する容器の少なくとも一箇所にもセグメントマークを形成し、両方のセグメントマークを合わせることにより、前記センサー素子の実装方向を決定することができる。
【００１０】
要するに、センサー素子を容器に実装する場合あるいは、慣性センサー素子になった状態でユーザ基板に実装する場合に、各々の段階でセンサー素子の収納方向を外観から分かるようにセンサー素子、容器あるいは、ユーザ基板にセグメントマークを形成し、このセグメントマークの向きを合わせることが本発明の最大の特徴である。
【００１１】
以上のことにより、従来から求められていたセンサー素子の持っている高い状態の動作仕様を満足する実装を可能とすることで課題を解決する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、センサー素子とセンサー素子を収納する容器との位置的な相関を合わせることにより、センサー素子の本来の持つ動作仕様を十分に発揮することができることから、センサー品質を向上できる。それにより製品歩留まりを向上することができ製造コストの低減を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は本発明の慣性センサー素子を実装する概念を示した概念図である。慣性センサー素子としては水晶材料から成り、一例として音叉形状の振動子でセンサー素子を構成した場合を示している。
【００１４】
ここで音叉形状の片方の脚部を励振させたとき、もう片方の脚部からは前述するセンサー素子の回転に応じたコリオリ力の大きさに相当して角速度を示す信号を発生し検出量を得ることができる。従って、音叉形状のセンサー素子にあっては、２つの脚部と基部とから構成されており、基部を容器に実装する方法が一般的に採られている。なお、各水晶振動片１（素子）に形成する励振用と検出用の電極は描画していないが、音叉形状の水晶振動片１の一方の脚に励振電極を形成し、他方の脚に検出用電極を形成している。
【００１５】
上述の形態で、音叉形状の水晶振動片１の中心部を回転軸として、前記水晶振動片１を励振することで前記回転軸の回転力の発生により発生するコリオリ力を検知することで角速度を得る慣性センサー素子２を容器に収納する実装方法において、前記慣性センサー素子２の主面の少なくとも一箇所にセグメントマーク３を形成し、前記収納容器に少なくとも一箇所にセグメントマーク３を形成し、両方のセグメントマーク３を合わせることにより、前記センサー素子２の実装方向を決定するものである。なお、実装には接着剤、ハンダ、バンプなど通常一般に使われている実装方法を用いるものである。
【００１６】
要するに、図１に示す概念図から図２に示す平面図に示すように、センサ素子２のＺ軸に平行な主面の一部にセグメントマーク３を形成し、同様に前記収納容器に少なくとも一箇所にセグメントマーク３を形成し、両方のセグメントマーク３を合わせることによりセンサー素子２と容器の位置的な相関を合わせることができる。この場合、セグメントマーク３の形状や大きさ、色彩を限定するものでは無い。
【００１７】
そして、上述する位置合わせの概念を、図３に示すようにセンサー素子２を容器に実装するときのみに限らず、慣性センサー素子２を実装するユーザ基板側にも同様にセグメントマーク３を形成することにより効果を上げることができる。
【００１８】
上記の流れをフローで説明すると図４に示すようになる。まずセンサー素子２にセグメントマーク３を形成する工程があり、あるいは容器にセグメントマーク３を形成する工程があり、前者の２工程で形成するセグメントマーク３を例えばカメラと組合わさった認識装置で、センサー素子２と容器のセグメントマーク３を認識し合致させることで、センサー素子２の位置と方向が容器に形成するセグメントマーク３に合致させることができる。また、ユーザ基板にも同様のセグメントマーク３を形成することで、ユーザ基板に実装した後までも正確にセンサー素子２の位置と方向を合わせることができる。
【００１９】
また、センサー素子２として見た場合には、慣性センサー素子２のＺ軸に平行な主面の少なくとも一箇所と、前記センサー素子２を収納する容器の少なくとも一箇所にもセグメントマーク３を形成し、両方のセグメントマーク３により、前記センサー素子２の実装方向を決定することができることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の慣性センサー素子を実装する概念を示した概念図である。
【図２】図１を平面図として見たときの図である。
【図３】図２の概念をユーザ基板にまで展開したときの平面図として見たときの図である。
【図４】センサー素子を容器に実装するまでの流れを示したフロー図である。
【図５】従来例を示す音叉型の慣性センサー素子の斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１        水晶振動片
２        慣性センサー素子
３        セグメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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